本申請(qǐng)要求2014年11月19日提交的第62/081879號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合入本文。

本公開內(nèi)容主要涉及對(duì)玻璃制品進(jìn)行刻痕的設(shè)備和方法，更具體地，涉及使用等離子體對(duì)玻璃制品進(jìn)行刻痕的設(shè)備和方法。

背景技術(shù)：

許多應(yīng)用需要被強(qiáng)化的玻璃，例如，在用于消費(fèi)者和商用電子器件中，例如lcd和led顯示器、電腦顯示器以及自動(dòng)柜員機(jī)(atm)等。可使用多種過(guò)程來(lái)強(qiáng)化玻璃，包括化學(xué)回火、熱回火和層壓。

例如，在離子交換強(qiáng)化過(guò)程中，玻璃的表面層中的離子被浴溶液(例如鹽浴)中具有相同價(jià)態(tài)或氧化態(tài)的更大的離子取代，或與之交換。層壓機(jī)械玻璃強(qiáng)化為通過(guò)其結(jié)合或?qū)訅壕哂胁煌瑹崤蛎浵禂?shù)(cte)的兩層或多層玻璃的機(jī)制。例如，在三層的層壓件(即芯體層被兩層包覆層圍繞)中，相較于包覆玻璃層的cte，芯體玻璃層的相對(duì)較高的cte造成芯體玻璃層在進(jìn)行熱結(jié)合之后的冷卻時(shí)，比包覆玻璃層皺縮或收縮更多。這造成了芯體玻璃層處于張力狀態(tài)而包覆玻璃層處于壓縮狀態(tài)。包覆玻璃層中的壓縮應(yīng)力抑制了在包覆層玻璃層中形成破裂及破裂擴(kuò)展，因而相較于未處于壓縮應(yīng)力下的包覆玻璃強(qiáng)化了玻璃層壓件。還可以對(duì)層壓件進(jìn)行熱回火以增加包覆玻璃中的壓縮應(yīng)力。

制造越來(lái)越高強(qiáng)度的玻璃在需要切割和分離這樣的玻璃中造成挑戰(zhàn)。常規(guī)的玻璃切割和分離方法，例如使用刻痕輪切割，并且使用激光和微波進(jìn)行分離，可能不足以用于某些經(jīng)強(qiáng)化的玻璃。例如，刻痕輪的使用采用了一種方法，通過(guò)該方法在玻璃表面中產(chǎn)生凹痕，使用該凹痕沿著與該凹痕對(duì)應(yīng)的路徑破裂或分離玻璃。然而，用刻痕輪施加壓力以在經(jīng)強(qiáng)化的玻璃表面中造成凹痕具有缺陷，因?yàn)榭毯圯啎?huì)磨損，這增加了成本，甚至可能損壞玻璃，或者一旦玻璃被分離后其嚴(yán)重地限制了玻璃的邊緣強(qiáng)度。

因此，提供對(duì)玻璃進(jìn)行刻痕的新的設(shè)備和方法將會(huì)是有利的，所述玻璃例如經(jīng)強(qiáng)化的玻璃制品，如層壓玻璃板。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在各個(gè)實(shí)施方式中，本公開內(nèi)容涉及對(duì)玻璃制品進(jìn)行刻痕的方法，所述方法包括(a)將等離子體焰矩和所述玻璃制品置于彼此近距離靠近的位置；和(b)將由等離子體焰矩產(chǎn)生的等離子體火焰移動(dòng)穿過(guò)所述玻璃制品的表面以在所述表面中形成至少一個(gè)凹痕，其中，所述至少一個(gè)凹痕由等離子體火焰熔化所述玻璃制品表面的至少一個(gè)部分以形成刻痕線而形成，但不穿透所述玻璃制品的總厚度。在至少一些實(shí)施方式中，所述玻璃制品為經(jīng)化學(xué)強(qiáng)化或機(jī)械強(qiáng)化的玻璃，例如玻璃層壓件。

其他實(shí)施方式涉及對(duì)玻璃制品進(jìn)行刻痕，其包括(a)將等離子體焰矩和所述玻璃制品置于彼此近距離靠近的位置；(b)將所述等離子體焰矩移動(dòng)穿過(guò)所述玻璃制品的表面以在所述表面中形成至少一個(gè)凹痕來(lái)形成刻痕線；和(c)在所述刻痕線處切割或分離所述玻璃制品，其中，所述至少一個(gè)凹痕由所述等離子體焰矩產(chǎn)生的等離子體火焰熔化所述玻璃表面的至少一個(gè)部分而形成，但不穿透所述玻璃制品的總厚度。在至少一些實(shí)施方式中，所述玻璃制品為經(jīng)化學(xué)強(qiáng)化或機(jī)械強(qiáng)化的玻璃，例如玻璃層壓件。

另外的實(shí)施方式涉及經(jīng)強(qiáng)化的玻璃或玻璃結(jié)構(gòu)，其包括具有一表面的玻璃制品，其中，所述表面的一部分包括通過(guò)等離子體焰矩形成的凹痕。

在以下的詳細(xì)描述中給出了本公開的其他特征和優(yōu)點(diǎn)，其中的部分特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言根據(jù)所作描述即容易理解，或者通過(guò)實(shí)施包括以下詳細(xì)描述、權(quán)利要求書以及附圖在內(nèi)的本文所述方法而被認(rèn)識(shí)。

應(yīng)理解，前面的一般性描述和以下的發(fā)明詳述都顯示了本公開的多種實(shí)施方式，并旨在提供用于理解權(quán)利要求的性質(zhì)和特性的總體評(píng)述或框架。包括的附圖提供了對(duì)本公開的進(jìn)一步的理解，附圖結(jié)合于本說(shuō)明書中并構(gòu)成說(shuō)明書的一部分。附圖例示了本公開的各種實(shí)施方式，并與描述一起用來(lái)解釋本公開的原理和操作。

附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

結(jié)合以下附圖閱讀，便可以最好地理解下文中的發(fā)明詳述，圖中相同的結(jié)構(gòu)用相同的編號(hào)表示：

圖1a-1c為根據(jù)對(duì)玻璃進(jìn)行刻痕的示例性的方法，三個(gè)位置的等離子體焰炬的部分橫截面的一系列透視圖；

圖2為根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性的方法，在導(dǎo)向刻痕玻璃上的等離子體焰矩的透視圖；

圖3a-3c為根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性的方法，在對(duì)玻璃進(jìn)行刻痕的過(guò)程的各階段中的等離子體焰矩的一系列高視角(elevated)側(cè)視圖；

圖4a-4b為根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性的方法，通過(guò)破碎機(jī)篦條(breakerbar)沿著刻痕線被切割成兩片的玻璃的透視圖，所述刻痕線通過(guò)用等離子體焰矩進(jìn)行刻痕產(chǎn)生；

圖5為根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性的方法，通過(guò)激光沿著刻痕線被切割成兩片的玻璃的透視圖，所述刻痕線通過(guò)用等離子體焰矩進(jìn)行刻痕產(chǎn)生；

圖6示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性的方法，在用等離子體焰矩進(jìn)行刻痕后被分離的玻璃中的應(yīng)力分布圖；

圖7示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性的方法，用等離子體焰矩進(jìn)行刻痕后被分離的玻璃的切割邊緣；

圖8示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性的方法，用等離子體焰矩進(jìn)行刻痕后的玻璃的放大的橫截面圖。

詳述

本文公開了對(duì)玻璃制品進(jìn)行刻痕的方法和設(shè)備，所述玻璃制品例如，經(jīng)熱回火的玻璃制品、經(jīng)化學(xué)強(qiáng)化的玻璃制品、或者層壓玻璃板。所述方法可以包括將等離子體焰矩和所述玻璃制品置于彼此近距離靠近的位置，以及將等離子體焰矩移動(dòng)穿過(guò)所述玻璃制品的表面以在所述表面中產(chǎn)生至少一個(gè)凹痕。所述至少一個(gè)凹痕由等離子體焰矩的等離子體火焰熔化所述玻璃制品的表面而形成，但不穿透所述玻璃制品的總厚度。

本文中使用的術(shù)語(yǔ)“玻璃制品”是指由玻璃、陶瓷、玻璃-陶瓷、或其組合制成的具體的物品或物體，所述玻璃、陶瓷、玻璃-陶瓷、或其組合包括硬質(zhì)玻璃，如通過(guò)化學(xué)處理、溫度處理、壓力處理或其他處理的玻璃、單層玻璃板、包括數(shù)層玻璃層的玻璃層壓件、玻璃復(fù)合體、或其他玻璃結(jié)構(gòu)。

本文中使用的術(shù)語(yǔ)“等離子體焰矩”是指設(shè)置用于產(chǎn)生和發(fā)射等離子體直流的裝置，所述等離子體直流在本文中被稱為“等離子體火焰”。所述等離子體焰矩可以在各電極之間產(chǎn)生電弧。所述電弧可以被設(shè)置成點(diǎn)燃工作流體，該工作流體被轉(zhuǎn)化成從等離子體焰矩中投射出來(lái)的等離子體火焰

本文中使用的術(shù)語(yǔ)“凹痕”是指淺的裂紋、凹處、凹口、裂痕、切痕、凹陷、切口、或玻璃制品表面的其他分裂形式。在至少一些實(shí)施方式中，所述凹痕可以例如沿著玻璃制品或等離子體火焰移動(dòng)方向中的平面延長(zhǎng)，雖然在其他實(shí)施方式中，所述凹痕可能并不延長(zhǎng)。

對(duì)于本文描述的方法所使用的術(shù)語(yǔ)通過(guò)等離子體焰矩“刻痕”，旨在表示熔化玻璃表面的至少一個(gè)部分，而不是機(jī)械切割或劃刻所述表面。所述熔化在所述玻璃制品的表面中產(chǎn)生了凹痕。在各個(gè)實(shí)施方式中，所述玻璃制品的凹痕或其的熔化自始至終不貫穿所述玻璃制品的總厚度。因此，所述凹痕的深度小于所述玻璃制品的厚度。所述凹痕可以形成用于對(duì)所述玻璃制品進(jìn)行切割的分離線。通過(guò)用所述等離子體焰矩進(jìn)行刻痕而形成的分離線可以是直的、彎曲的、或者幾乎任何形狀或樣式以形成所需的邊緣形狀。

如在本文中所使用的，短語(yǔ)“近距離靠近”意為傳達(dá)以下內(nèi)容：所述等離子體焰矩與玻璃制品彼此足夠近以使所述等離子體火焰對(duì)所述玻璃具有所需的熔化作用，雖然在各個(gè)實(shí)施方式中，在所述等離子體火焰與所述玻璃制品之間可以發(fā)生接觸，但是二者不是必需接觸的。

圖1a-1c示出了使用等離子體焰矩50對(duì)玻璃制品10進(jìn)行刻痕的示例性的方法。根據(jù)各個(gè)實(shí)施方式，玻璃制品10可以包括由兩層或多層結(jié)合在一起的玻璃形成的層壓結(jié)構(gòu)。例如，玻璃制品10包含具有多個(gè)玻璃層的層壓板。層壓玻璃板可以基本上是平面的(例如平坦的板)，或者是非平面的(例如彎曲的板)。在一些實(shí)施方式中，所述層壓玻璃板包括芯體層，所述芯體層被設(shè)置于第一包覆層與第二包覆層之間。所述第一包覆層與所述第二包覆層可熔合至所述芯體層對(duì)立的主要表面。在這些實(shí)施方式中，第一包覆層和第二包覆層各自與芯體層之間的界面不含任何結(jié)合材料如粘合劑、涂層或任何被添加或配置以將各包覆層粘至芯體層的非玻璃材料。因此，第一包覆層和第二包覆層被直接熔合至芯體層或直接毗鄰芯體層。在一些實(shí)施方式中，層壓玻璃板包含一個(gè)或多個(gè)設(shè)置在芯體層與第一包覆層之間和/或芯體層與第二包覆層之間的中間層。例如，中間層包含在芯體層與包覆層的界面處形成的中間玻璃層和/或擴(kuò)散層(例如通過(guò)將芯體層和包覆層的一種或多種組分?jǐn)U散入擴(kuò)散層中)。在一些實(shí)施方式中，層壓玻璃板包含玻璃-玻璃的層壓件(例如原位熔合的多層玻璃-玻璃層壓件)，其中，直接毗鄰的玻璃層之間的界面是玻璃-玻璃界面。在這些實(shí)施方式或其他實(shí)施方式中，玻璃制品10可以包含經(jīng)化學(xué)強(qiáng)化和/或熱回火的玻璃板。

本文描述的示例性的方法可能討論了等離子體焰矩50相對(duì)于玻璃制品10以加工方向xd移動(dòng)，但是應(yīng)理解的是這僅是為了便于參考，替代性的實(shí)施方式可以包括移動(dòng)玻璃制品10而不是等離子體焰矩50的方法，或者以與相對(duì)于等離子體焰矩50的移動(dòng)方向相反的方向移動(dòng)玻璃制品10的方法。

玻璃制品10可以包括工作面12和相對(duì)的背面18，二者限定了厚度t。雖然工作面12以基本平坦的表面示出，但是工作面12和/或相對(duì)的背面18無(wú)需是平坦的或甚至是基本上平坦的。例如，工作面12可以通常是彎曲的，或者包括離散的彎曲部分或基本上不平坦的部分。此外，雖然玻璃制品10的厚度t以恒定厚度的形式示出，但是厚度t無(wú)需是恒定的。在一些實(shí)施方式中，工作面12和/或背面18不含加入或設(shè)置與等離子體焰矩形成電弧的導(dǎo)電層。

根據(jù)各個(gè)示例性的實(shí)施方式，等離子體焰矩50可以為固定的組件的一部分，或者可以為便攜式工具。相同的等離子體焰矩50可以與數(shù)種不同類型的玻璃和玻璃結(jié)構(gòu)連同使用。等離子體焰矩50包括外罩52和噴嘴54。在外罩52的內(nèi)部，可以用電流，例如dc電流，對(duì)陰極55進(jìn)行充電，以使得在陰極55與位于噴嘴54內(nèi)部的陽(yáng)極57之間形成電弧。對(duì)工作流體60加壓以使其從噴嘴54中出來(lái)，經(jīng)過(guò)電弧，在過(guò)程中變得高度離子化，并且點(diǎn)燃以形成從噴嘴54中射出的等離子體火焰70。工作流體60可以為例如，氧氣、氮?dú)?、氬氣、氦氣、空氣、或氫氣。此外，工作流體60可以為氣體、凝膠、或者甚至為液體，只要其本質(zhì)上為流體。等離子體火焰70的能量和所產(chǎn)生的對(duì)應(yīng)的溫度取決于用于產(chǎn)生電弧的電源水平，以及提供工作流體60的壓力。例如，等離子體火焰70可以與在約15,000℃至約18,000℃范圍內(nèi)的溫度相關(guān)，雖然可以實(shí)現(xiàn)更低和更高的溫度。

玻璃制品10的組成可以有所不同，但是通?？梢园ㄔ诩s1000℃以上至約1500℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，或者對(duì)于一些經(jīng)強(qiáng)化的玻璃(如玻璃)，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度甚至低至620℃，該玻璃化轉(zhuǎn)變溫度顯著低于等離子體火焰70的溫度?？紤]到等離子體火焰70周圍的溫度可能比玻璃制品10的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高一個(gè)數(shù)量級(jí)，在暴露于那樣的溫度下不到一秒的時(shí)間內(nèi)，工作面12將被加熱到超過(guò)玻璃制品10的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。另外，甚至是在復(fù)雜的復(fù)合體及層壓玻璃中，等離子體火焰70的極限溫度將熔化其并且甚至可能使其中的結(jié)晶或半結(jié)晶固體蒸發(fā)。因此，由等離子體火焰70發(fā)出的溫度將會(huì)非常迅速地將工作面12的之前為固體的區(qū)域變?yōu)槿刍癄顟B(tài)。

一旦工作面12的一個(gè)區(qū)域達(dá)到了熔化狀態(tài)，則該區(qū)域中的變化可以在工作面12的平面中造成至少一個(gè)凹痕。所述工作面12中的至少一個(gè)凹痕可以與表面紋理、輪廓、顏色、和/或清晰度的改變有關(guān)。連續(xù)的一系列的這樣的凹痕可以在工作面12中形成長(zhǎng)而淺的凹槽，例如，以工作方向xd沿著基本上整個(gè)工作面12形成。因此，所述至少一個(gè)凹痕可以包括數(shù)個(gè)不連續(xù)的凹痕，例如，基本上在一條直線上的凹痕，或者可以包括一個(gè)連續(xù)的、延長(zhǎng)的凹痕，其以至少一個(gè)方向橫貫玻璃制品的基本上整個(gè)工作面12。

在圖1a中，玻璃制品10和等離子體焰矩50作為彼此近距離靠近的形式示出。點(diǎn)燃等離子體焰矩50射出了等離子體火焰70，所述等離子體火焰70具有一般性的可識(shí)別的尖端72。為了避免或多或少比所需強(qiáng)度強(qiáng)烈的等離子體火焰70初始迸發(fā)(initialburst)，投射的等離子體火焰70一開始可能不與玻璃制品10對(duì)齊。另外，可以相對(duì)于工作面12所處的平面確立等離子體火焰70的中心軸75的取向角α。作為非限定性的實(shí)例，所述取向角α可以為約90°(即中心軸75的取向?yàn)榇怪庇诠ぷ髅?2)。為了在工作面12中形成基本上相似的凹痕，可以在等離子體焰矩50以工作方向xd移動(dòng)穿過(guò)工作面12時(shí)，維持取向角α基本恒定。

因此，一旦等離子體火焰70位于所需的位置并且隨著等離子體火焰70從等離子體焰矩中射出，則通過(guò)等離子體焰矩50射出的等離子體火焰70可以以工作方向xd，以基本上穩(wěn)定的速度移動(dòng)穿過(guò)玻璃制品10。移動(dòng)速度可以控制等離子體火焰加熱表面各離散部分的最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間，因此，可以期望相對(duì)于變量(例如玻璃制品的類型和厚度)及所需的凹痕深度d來(lái)選擇速度。還可以期望維持基本上恒定的速度，以沿著工作面12，以工作方向xd形成基本上均勻并一致的凹痕，雖然這并不是所要求的。在移動(dòng)穿過(guò)工作面12期間，如果需要，中心軸75與工作面12之間的取向角α還可以可選地維持基本上恒定，這可以有助于形成均勻并一致的凹痕。

在圖1b中，等離子體火焰70以已經(jīng)跨過(guò)了玻璃制品10的一半，長(zhǎng)度為l而示出。如在圖1b中所示，根據(jù)各個(gè)示例性的實(shí)施方式，在等離子體火焰70移動(dòng)穿過(guò)工作面12時(shí)，在一般性的可識(shí)別的尖端72與工作面12之間可以可選地維持一個(gè)間隙g。根據(jù)各個(gè)實(shí)施方式，間隙g的尺寸可以與所形成的凹痕的尺寸成反比，同時(shí)保持其他變量不變。通過(guò)調(diào)節(jié)高度h可以維持間隙g基本上恒定，所述高度h測(cè)定了噴嘴54的尖端與工作面12之間的距離。以這種方式，高度h為可選擇其用于影響工作面12的熱暴露率的可選的控制變量。其他可選的控制變量為如上文所討論的，等離子體焰矩50移動(dòng)穿過(guò)工作面12的速度。同樣是如上文所提及的，其他控制變量可包括形成等離子體火焰70的電源水平和/或壓力。以這種方式，可以調(diào)節(jié)形成等離子體火焰70的電源水平和/或壓力以增加或減小工作面12中形成的凹痕的尺寸(包括深度d)。

在圖1c中，等離子體火焰70以跨過(guò)了玻璃制品10的整個(gè)長(zhǎng)度示出，留下延長(zhǎng)的凹痕15形成了分離線。如圖1c所描述的，延長(zhǎng)的凹痕15的非限定性實(shí)施方式為凹槽，其深度為d，并且基本上貫穿整個(gè)工作面12。以這種方式，等離子體焰矩50在工作面12中形成了延長(zhǎng)的凹痕而未穿透玻璃制品10的整個(gè)厚度。所述深度d可以通過(guò)對(duì)間隙g選擇合適的參數(shù)和等離子體焰矩50移動(dòng)穿過(guò)工作面12的速度得到控制。維持等離子體焰矩與表面之間的最小距離(例如高度h)可以控制表面中凹痕的深度。另外，維持最小速度可以確保等離子體火焰70不會(huì)穿透玻璃制品10的完整厚度t。假定產(chǎn)生等離子體火焰70的電源和/或壓力水平基本上是恒定的，則深度d與等離子體50移動(dòng)的速度具有反比關(guān)系。例如，等離子體焰矩50移動(dòng)得越慢，形成的凹槽的深度d越深。理想的最小速度和最小距離可以是已知的數(shù)值，二者受過(guò)程變量以及玻璃制品的中心張力和其他特性影響，其使用受控參數(shù)通過(guò)繪圖操作確定。

與使用等離子體焰矩50在工作面12中形成凹痕相關(guān)的裂紋擴(kuò)展可能與使用常規(guī)方法(例如刻痕輪)時(shí)所見的不相同。特別地，刻痕輪通常產(chǎn)生的小裂口裂紋延伸到玻璃制品10中更深處，其超過(guò)了刻痕輪形成的凹槽的底部。

圖2示出了對(duì)玻璃制品10進(jìn)行刻痕的方法的非限定性實(shí)例，等離子體焰矩50處于移動(dòng)穿過(guò)玻璃制品10的過(guò)程中。根據(jù)各個(gè)實(shí)施方式，等離子體焰矩50可以為手持裝置，例如由電源和/或所示的工作氣體供應(yīng)線65束縛住。手持裝置可以提供靈活性和便利性。例如，可以向可能不適于固定工作站結(jié)構(gòu)的，尺寸過(guò)大或形狀怪異的玻璃和玻璃結(jié)構(gòu)提供手持設(shè)備。

如上文所述，等離子體焰矩50可以以工作方向xd移動(dòng)穿過(guò)玻璃制品10。在至少一些實(shí)施方式中，持有等離子焰矩50的用戶可以維持最小速度以避免穿透玻璃制品10的完整厚度t。可選地，可以例如用記號(hào)筆在工作面12上畫一條臨時(shí)的刻痕線17，以在形成凹痕15時(shí)引導(dǎo)等離子體火焰70的指向。此外，手持裝置的自由揮動(dòng)的性質(zhì)可能使得難以在等離子體焰矩50與工作面12之間維持恒定的距離，而該恒定的距離對(duì)于形成具有基本上恒定深度的凹槽來(lái)說(shuō)可能是有用的。因此，可選地，可以提供導(dǎo)向機(jī)制80，例如，如圖2所示的具有頂桿82的導(dǎo)向柵欄的形式。在移動(dòng)穿過(guò)玻璃制品10的同時(shí)，通過(guò)沿著頂桿82滑動(dòng)等離子體焰矩50的一部分59，可以實(shí)現(xiàn)從等離子體火焰到玻璃制品10基本上恒定的距離，并且可以相應(yīng)地實(shí)現(xiàn)基本上恒定的凹痕深度。

以這種方式，等離子體焰矩50可以在各種應(yīng)用中用于快速形成分離線。例如，可以形成分離線用于在確定最終尺寸之前將玻璃制品10切割成合適的尺寸；用于將玻璃制品10的有刻痕的邊緣(knurlededge)11切掉；或者除去玻璃制品10的其他不期望的部分(例如，玻璃熔接區(qū)域(glassbeadedareas)，包括帶中迅速形成(onthedraw)的熔接痕(beads)和刻痕(knurls))。此外，使用等離子體焰矩50對(duì)玻璃制品10進(jìn)行刻痕可以在玻璃中提供臨時(shí)的應(yīng)力松弛，其中，該臨時(shí)的應(yīng)力松弛有助于在隨后的彎曲-破碎分離期間沿著與凹痕相關(guān)的范圍分離玻璃制品。

圖3a-3c示出了對(duì)玻璃制品10進(jìn)行刻痕的方法的非限定性實(shí)例。在這一實(shí)施方式中，等離子體焰矩50移動(dòng)穿過(guò)玻璃制品10，但是當(dāng)玻璃制品10移動(dòng)時(shí)，等離子體焰矩50是保持靜止的。在這一示例性及非限定性的實(shí)施方式中，等離子體焰矩50可以并入或者固定在相關(guān)聯(lián)的固定的工作站組件90上，該工作站組件90是保持靜止的。示例性的固定的工作站組件90可以可選地包括傳送機(jī)制92。雖然傳送機(jī)制92作為包括一組用于支撐和移動(dòng)玻璃制品10的輥示出，但是可以選擇任何用于移動(dòng)玻璃制品10的已知方法。例如，傳送機(jī)制可以包括空氣板，或者用于以工作方向xd傳送玻璃制品10的其他低摩擦表面。此外，可選的導(dǎo)向機(jī)制80(例如導(dǎo)向桿)可以在傳送玻璃制品10時(shí)控制其位置。玻璃制品10的傳送速率等于等離子體焰矩50移動(dòng)穿過(guò)工作面12的速度。

固定的工作站組件90的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于一旦設(shè)置了高度h和等離子體焰矩50的電源/壓力設(shè)定，并且導(dǎo)向機(jī)制80被置于合適的位置(如果可進(jìn)行調(diào)整)，則數(shù)個(gè)玻璃制品10的離散的片或結(jié)構(gòu)可以迅速經(jīng)過(guò)固定的工作站組件90。因此，可以不需要臨時(shí)的刻痕線標(biāo)記，并且可以更準(zhǔn)確地控制等離子體火焰70的相對(duì)位置。以這種方式，固定的工作站組件90可以提供對(duì)玻璃制品10進(jìn)行刻痕的一致的可重復(fù)性，因此，可以適于大容量生產(chǎn)環(huán)境。

在圖3a中，玻璃制品10剛剛開始經(jīng)過(guò)等離子體火焰70。在圖3b中，玻璃制品10完成了經(jīng)過(guò)等離子體焰矩50的約一半的路程。在圖3c中，玻璃制品10完全經(jīng)過(guò)了等離子焰矩50并且已經(jīng)關(guān)閉了等離子體火焰70。在這之后，還可以對(duì)玻璃制品10進(jìn)行處理以沿著與根據(jù)各個(gè)實(shí)施方式形成的凹痕相關(guān)的范圍分離該玻璃制品10的各個(gè)部分。

圖4a-4b示出了根據(jù)各個(gè)實(shí)施方式對(duì)已經(jīng)使用等離子體焰矩50刻痕了的玻璃制品10進(jìn)行切割的示例性的方法。在圖4a中，可選地通過(guò)支護(hù)結(jié)構(gòu)95支承玻璃制品10，在該玻璃制品10中已經(jīng)形成了凹痕15。支護(hù)結(jié)構(gòu)95可以用于支承或放置經(jīng)刻痕的玻璃，例如，簡(jiǎn)單支撐玻璃制品10的具有隆起塊的工作臺(tái)，雖然應(yīng)注意的是在可替換的實(shí)施方式中，沒有使用支護(hù)結(jié)構(gòu)?；蛘撸ёo(hù)結(jié)構(gòu)95可以用夾子、夾帶或其他方式支承玻璃制品10?？蛇x地，玻璃制品10可以通過(guò)位于非水平位置的支護(hù)結(jié)構(gòu)95得到支承。當(dāng)玻璃制品10支承于支護(hù)結(jié)構(gòu)95上后，破碎機(jī)篦條110即與凹痕15對(duì)齊并且與玻璃制品10接觸。通過(guò)使用破碎機(jī)篦條110在凹痕15上施加力f，可以均勻地分散力f以將玻璃制品10清晰地分離成兩片。在圖4b中，如關(guān)于圖4a所述，已經(jīng)由玻璃制品10沿著凹痕15被分離而形成了兩塊分離的片10a、10b。兩片10a、10b的相反端以顯著抬高的形式示出以強(qiáng)調(diào)破碎機(jī)篦條110的彎曲/破裂反應(yīng)將分離點(diǎn)向下推。凹痕15可以為玻璃制品10提供臨時(shí)的應(yīng)力松弛，這可以有助于兩片單獨(dú)的片10a和10b的分離。

根據(jù)至少一些示例性及非限定的實(shí)施方式，本文描述的方法可以用于在玻璃中形成“粗糙”的刻痕線以用于隨后更精確的玻璃切割。在各個(gè)實(shí)施方式中，例如，在大致為刻痕線處，對(duì)經(jīng)刻痕的玻璃進(jìn)行切割或分離的進(jìn)一步的步驟可以通過(guò)已知的任意方法進(jìn)行。

僅以實(shí)例的方式，圖5示出了根據(jù)各個(gè)示例性的實(shí)施方式對(duì)已經(jīng)使用等離子體焰矩50刻痕了的玻璃制品10進(jìn)行切割的示例性的方法。再次通過(guò)支護(hù)結(jié)構(gòu)95支承玻璃制品10，在該玻璃制品10中已經(jīng)形成了凹痕15。當(dāng)玻璃制品10支承于支護(hù)結(jié)構(gòu)95上后，即可以用激光120形成貫穿玻璃制品10的整個(gè)厚度的切口25。激光120束的輸出功率可以在激光束120移動(dòng)穿過(guò)凹痕15時(shí)，足以引起玻璃制品10燒蝕。激光120可以為具有足夠能力穿透經(jīng)刻痕的玻璃的任何激光。例如，激光120可以包括摻釹的釔鋁石榴石(yag)或摻釹的原釩酸釔(yvo4)激光。凹痕15可以為玻璃制品10提供臨時(shí)的應(yīng)力松弛以有助于分離成兩片單獨(dú)片。不同于上文描述的等離子體焰矩50，激光120可能需要以慢得多的速度經(jīng)過(guò)玻璃制品10，這是由于激光燒蝕比等離子體熱引起玻璃轉(zhuǎn)變成熔化狀態(tài)發(fā)生得更加緩慢。

或者，一旦用等離子體焰矩對(duì)玻璃制品進(jìn)行刻痕后，可以使用對(duì)玻璃制品進(jìn)行切割、破壞或分離的任何其他已知的方法，這是因?yàn)橄鄬?duì)于未經(jīng)本文描述的方法刻痕的玻璃或玻璃結(jié)構(gòu)，刻痕線便于相對(duì)地更容易或更清晰地進(jìn)行切割、破壞或分離。例如，經(jīng)等離子體刻痕的玻璃制品可以自動(dòng)分離，或者可以通過(guò)手動(dòng)、通過(guò)機(jī)械、或其他機(jī)械分離技術(shù)分離。

仍然是在其他實(shí)施方式中，描述了已經(jīng)經(jīng)過(guò)化學(xué)或機(jī)械強(qiáng)化，并且進(jìn)行了根據(jù)本文中各個(gè)示例性的方法刻痕了的玻璃。

應(yīng)理解，多個(gè)公開的實(shí)施方式可涉及與特定實(shí)施方式一起描述的特定特征、元素或步驟。還應(yīng)理解，雖然以涉及某一特定實(shí)施方式的形式描述，但特定特征、元素或步驟可以多種未說(shuō)明的組合或排列方式與替代性實(shí)施方式互換或組合。

還應(yīng)理解的是，本文所用術(shù)語(yǔ)“該”、“一個(gè)”或“一種”表示“至少一個(gè)(一種)”，不應(yīng)局限為“僅一個(gè)(一種)”，除非明確有相反的說(shuō)明。因此，例如，提到的“一塊板”包括具有兩塊或更多塊這類“板”的示例，除非文中另行明確指明。

本文中，范圍可以表示為從“約”一個(gè)具體值開始和/或至“約”另一個(gè)具體值終止。當(dāng)表述這種范圍時(shí)，例子包括自某一具體值始和/或至另一具體值止。類似地，當(dāng)使用先行詞“約”表示數(shù)值為近似值時(shí)，應(yīng)理解，具體數(shù)值構(gòu)成另一種實(shí)施方式。還應(yīng)理解的是，每個(gè)范圍的端點(diǎn)值在與另一個(gè)端點(diǎn)值相結(jié)合以及獨(dú)立于另一個(gè)端點(diǎn)值的情況下都是有意義的。

本文所用的術(shù)語(yǔ)“基本”，“基本上”及其變體旨在表示所述的特征可以為近似于所描述的。例如，“基本上平坦的”表面旨在表示近于平坦的表面。

除非另有表述，否則都不旨在將本文所述的任意方法理解為需要使其步驟以具體順序進(jìn)行。因此，當(dāng)方法權(quán)利要求實(shí)際上沒有陳述為其步驟遵循一定的順序或者其沒有在權(quán)利要求書或說(shuō)明書中以任意其他方式具體表示步驟限于具體的順序，都不旨在暗示該任意特定順序。

雖然會(huì)用過(guò)渡語(yǔ)“包含”來(lái)公開特定實(shí)施方式的各種特征、元素或步驟，但是應(yīng)理解的是，這暗示了包括可采用過(guò)渡語(yǔ)“構(gòu)成”或“基本上由……構(gòu)成”描述在內(nèi)的替代實(shí)施方式。因此，例如，包括a+b+c的設(shè)備的暗示替代實(shí)施方式包括其中設(shè)備由a+b+c組成的實(shí)施方式以及其中基本上由a+b+c組成的實(shí)施方式。

對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言顯而易見的是，可以在不偏離本公開的范圍和精神的前提下對(duì)本公開進(jìn)行各種修改和變動(dòng)。因?yàn)楸绢I(lǐng)域的技術(shù)人員可以想到所述實(shí)施方式的融合了本公開精神和實(shí)質(zhì)的各種改良組合、子項(xiàng)組合和變化，應(yīng)認(rèn)為本公開包括所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)的全部?jī)?nèi)容及其等同內(nèi)容。

以下的實(shí)施例只是非限制性的和說(shuō)明性的，本發(fā)明的范圍通過(guò)權(quán)利要求來(lái)限定。

實(shí)施例

玻璃制品10的組成及其厚度t可以影響多深的凹痕應(yīng)為有效的刻痕線。本文中各個(gè)實(shí)施方式的等離子體刻痕方法已經(jīng)證明了對(duì)厚度為約4mm的經(jīng)強(qiáng)化的層壓玻璃結(jié)構(gòu)有效。對(duì)于厚度為約0.2mm厚的離子交換玻璃(例如康寧公司(corningincorporated)的玻璃)，可以獲得類似的結(jié)果。示例性的玻璃制品10的厚度可以在約0.2mm至約1.5mm的范圍內(nèi)，芯-包覆比(即芯體層的厚度與一層或多層包覆層的總厚度之比)在約2至約9的范圍內(nèi)，并且中心張力為至少約5mpa。

此外，等離子體火焰相對(duì)于玻璃制品移動(dòng)的移動(dòng)速度可以控制玻璃制品中通過(guò)等離子體火焰形成的凹痕的尺寸。在約150mm/秒至約2000mm/秒范圍內(nèi)的速度，例如約1500mm/秒，可以用于各個(gè)實(shí)施方式的等離子體刻痕方法。

圖6示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式，在用等離子體焰矩進(jìn)行刻痕后被分離的玻璃制品中的應(yīng)力分布圖?；叶忍荻葴y(cè)定了在示例性的切割邊緣的各個(gè)部分中的最大剪切應(yīng)力。最大剪切應(yīng)力水平通過(guò)右邊的標(biāo)尺分級(jí)，其以納米(nm)為單位通過(guò)延遲測(cè)量。所示出的邊緣應(yīng)力分布圖說(shuō)明了，至少與機(jī)械刻痕技術(shù)相比，使用本文公開的各個(gè)實(shí)施方式的等離子體刻痕技術(shù)沒有或者僅有少許的剩余應(yīng)力或不想要的副作用。

圖7示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式，在用等離子體焰矩進(jìn)行刻痕后被分離的玻璃制品的示例性的切割邊緣圖像。圖7的圖像示出了使用本文公開的各個(gè)實(shí)施方式的等離子體刻痕技術(shù)如何可以獲得良好的平滑邊緣質(zhì)量。尤其是沒有出現(xiàn)人為造成的形式(artifacts)，例如鋸齒紋(hackle)或鯊魚齒狀痕(sharkteeth)(在現(xiàn)有的機(jī)械刻痕和分離方法中經(jīng)常觀察到)。以這種方式，圖7中示出的良好的平滑邊緣質(zhì)量可以說(shuō)明使用本文的各個(gè)實(shí)施方式可以獲得優(yōu)良的邊緣質(zhì)量。

圖8示為根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式，用等離子體焰矩進(jìn)行刻痕后的層壓玻璃結(jié)構(gòu)的放大的橫截面圖的圖像。圖8的圖像示出了在層壓玻璃結(jié)構(gòu)上使用本文公開的各個(gè)實(shí)施方式的等離子體刻痕技術(shù)如何可以獲得良好的平滑邊緣質(zhì)量。再一次地，其沒有出現(xiàn)人為造成的形式，例如鋸齒紋或鯊魚齒狀痕。以這種方式，圖8中示出的良好的平滑邊緣質(zhì)量可以說(shuō)明使用本文的各個(gè)實(shí)施方式可以獲得優(yōu)良的邊緣質(zhì)量。